<Desc/Clms Page number 1>
Outil, notamment pour la fabrication de cylin- dres de gaufrage pour films à trame lenticulaire.
La présente invention concerne les outils dont la partie active proprement dite est en une matière parti- culièrement dure, par exemple en une substance cristalline dure, telle que le diamant, etc... De semblables outils sont utilisés principalement pour l'usinage de précision de matières d'ouvrage très dures, par exemple pour la for- mation du gaufrage sur les cylindres gaufreurs pour films à trame lenticulaire.
Dans la fabrication de ces cylindres, il impor- te tout particulièrement que les éléments de trame soient formés nettement et de manière extrêmement précise dans
<Desc/Clms Page number 2>
les cylindres. Ceci n'est possible qu'avec des diamants qui sont meulés avec un soin extrême. Mais la précision requise pour les éléments de trame n'a pas pu être réali- sée jusqu'ici, car on n'a pas encore réussi à meuler le diamant dans une forme assez précise pour de semblables applications.
La fig. 1 du dessin ci-joint est à échelle for- tement agrandie, une coupe d'un diamant qui a été meulé rond. En examinant le diamant au moyen d'un microscope on voit qu'il comporte des angles et des creux et ressem- ble à un morceau de métal qui a été limé rond de manière défectueuse. Ceci doit probablement être attribué au fait qu'on s'est servi pour l'opération de meulage de diamants bruts composés de plusieurs cristaux individuels, dont les axes adoptent des positions quelconques les uns par rap- port aux autres.
Or du fait que lors du début du meulage du diamant, l'outil de meulage se meut par rapport aux diverses directions d'axes suivant des angles tout à fait différents, certaines parties du diamant, qui se trouvent en direction de l'usinage plus aisé, sont plus rapidement meulées que des parties voisines, de sorte qu'on obtient les formes représentées sur la fig. 1.
Cet inconvénient est supprimé d'après la présen- te invention du fait que la partie de travail de l'outil est formée par un mono-cristal.
Il arrivera fréquemment que les mono-cristaux sont trop grands pour les employer pour un seul outil. En pareils cas on peut diviser le cristal, de la manière dé- jà connue pour le diamant et d'autres cristaux. Ces cris- taux divisés ou clivés se prêtent tout aussi bien à la fabrication d'outils, car il n'est pas difficile de se ren- dre compte suivant la direction de clivage de l'orientation des axes du cristal. Le clivage des cristaux comporte en- core l'avantage que des déformations ou gauchissementsdans la structure du cristal, déformations qui sont difficiles à
<Desc/Clms Page number 3>
déterminer sur le cristal brut, et qui ont parfoi.s pour résultat des résultats de meulage défectueux, peuvent être décelées. Les déformations se manifestent sous for- me de petits saillants sur la surface de clivage.
On pourra alors avantageusement veiller dans l'opération de meulage à ce que les surfaces à établir sur le cris- tal soient disposées de manière à ne pas se trouver dans le domaine ou portée des déformations, ou à ne les tou- cher que peu.
L'avantage de la présente invention réside en ce que sur un monu-cristal ou un cristal clivé, on peut en tout temps déterminer la position des axes du cristal, et qu' on peut procéder à l' usinage du cristal de manière à éviter des imprécisions dûes à une direction désavanta- geuse de l'outil de meulage par rapport aux axes. En conséquence, il est possible de disposer les surfaces à meuler parallèlement ou au moins approximativement paral- lèlement à un axe, par exemple lors de l'établissement de surfaces disposées entre elles comme les pentes d'un toit.
Cette caractéristique est également importante pour la formation de surfaces courbes. Par exemple, on disposera parallèlement à l'axe du cristal la génératrice d'une sur- face de limitation cylindrique. Même avec des surfaces de limitation qui forment une partie d'un cône plat, la génératrice du cône peut toujours encore être disposée approximativement parallèlement à la direction de l'axe, de sorte qu'on évite un meulage irrégulier.
On décrira dans ce qui va suivre l'usinage d'un diamant tel qu'employé pour la fabrication de cylindres gaufreurs pour films à trame lenticulaire.
La fig. 2 représente à échelle fortement agran-. die un diamant brut. Il est vrai qu'on ne trouve pas dans la nature des diamants possédant cette forme exacte.
Cette forme idéale du diamant n'a été choisie que pour pouvoir expliquer le processus d'usinage dans ses
<Desc/Clms Page number 4>
principes. Par observation de la structure cristalline, on a déterminé les axes du cristal, désignés par 1, 2 et 3. S'il s'agit de fabriquer un outil en forme de coiii à arête arrondie, tel que représenté sur la fig. 3 et tel qu'employé pour le gaufrage des cylindres mentionnés, on meule d'abord sur le diamant deux surfaces formant entre elles un angle déterminé. On débutera d'abord, à l'aide d'un disque de meulage ou meule, tel que connu dans l'in- dustrie du diamant, au meulage d'une surface dans l'angle ou coin 4 du diamant. La meule se meut dans la direction indiquée par la flèche 5, donc parallèlement à l'axe 1 du diamant.
Si la surface est assez grande, on débute le meulage de la deuxième surface par l'angle 6 du diamant.
La direction de mouvement de la meule est indiquée par la flèche 7 et est de nouveau parallèle à l'axe 1 du cristal. On obtient finalement le diamant en forme de toit représenté en coupe sur la fig. 3. Le bord supérieur est ensuite meulé rond, la direction de meulage étant per- pendiculaire au plan du dessin, donc parallèle à l'axe 1 du cristal. Le diamant terminé possède finalement la forme représentée sur la fig. 4. Au moyen de la surface de limitation cylindrique 8, dont les lignes périphéri- ques sont, conformément à la direction de travail de la meule, parallèles à l'axe du cristal, on procède à l'im- pression du gaufrage dans le cylindre. Les lignes en traits mixtes indiquent la forme du cristal avant le dé- but du meulage des surfaces en forme de toit.
Les outils fabriqués de manière qui vient d'être décrite ne compor- tent pas d'inégalités des surfaces de limitation.
Avant de débuter le.meulage il est nécessaire d'observer à plusieurs reprises la progression de l'opé- ration de meulage, afin de déterminer si le diamant est meulé en direction de l'usinage plus facile. Si tel n'est pas le cas, il faut disposer le diamant de manière telle par rapport à la direction de meulage, que cette direction @
<Desc/Clms Page number 5>
se trouve en direction de son usinage plus facile.
Il n'est pas nécessaire que la direction de meu- lage soit exactement parallèle à la direction de l'axe du diamant. On peut tolérer de faibles écarts jusqu'a 10 environ. Ces écarts ne nuisent pas de manière notable à la qualité de l'outil à fabriquer. La surface de limita- tion cylindrique 8 du diamant représenté sur la fig. 4, peut être quelque peu arrondie sur ses arêtes 9 et 10, afin d'éviter un endommagement de l'outil coûteux.
<Desc / Clms Page number 1>
Tool, in particular for the manufacture of embossing cylinders for lenticular screen films.
The present invention relates to tools, the active part of which is made of a particularly hard material, for example a hard crystalline substance, such as diamond, etc. Similar tools are used mainly for precision machining. very hard working materials, for example for forming the embossing on embossing rolls for lenticular screen films.
In the manufacture of such cylinders it is of particular importance that the weft elements be formed neatly and extremely precisely in
<Desc / Clms Page number 2>
the cylinders. This is only possible with diamonds which are ground with extreme care. However, the precision required for the screen elements has not heretofore been achieved, as it has not yet been possible to grind the diamond into a shape precise enough for such applications.
Fig. 1 of the accompanying drawing is on a greatly enlarged scale, a cross section of a diamond which has been ground round. If you look at the diamond under a microscope you can see that it has angles and valleys and looks like a piece of metal that has been badly filed round. This is probably due to the fact that the rough diamond grinding operation was used, composed of several individual crystals, the axes of which assume any position relative to each other.
However, because at the start of diamond grinding, the grinding tool moves with respect to the various axis directions at quite different angles, some parts of the diamond, which are in the direction of machining more easy, are ground more quickly than neighboring parts, so that the shapes shown in FIG. 1.
This drawback is eliminated according to the present invention because the working part of the tool is formed by a single crystal.
It will often happen that the single crystals are too large to use for a single tool. In such cases the crystal can be divided, in the manner already known for diamond and other crystals. These divided or cleaved crystals lend themselves equally well to the manufacture of tools, since it is not difficult to see in the direction of cleavage of the orientation of the axes of the crystal. The cleavage of crystals still has the advantage that deformations or warps in the structure of the crystal, deformations which are difficult to remove.
<Desc / Clms Page number 3>
determined on the raw crystal, and which sometimes resulted in faulty grinding results, can be detected. The deformations manifest themselves as small protrusions on the cleavage surface.
In the grinding operation, care can then be taken advantageously that the surfaces to be established on the crystal are arranged so as not to be in the range or range of the deformations, or to touch them only slightly.
The advantage of the present invention resides in that on a single crystal or a cleaved crystal, one can at any time determine the position of the axes of the crystal, and that one can proceed with the machining of the crystal so as to avoid inaccuracies due to a disadvantageous direction of the grinding tool relative to the axes. Consequently, it is possible to arrange the surfaces to be ground parallel or at least approximately parallel to an axis, for example when establishing surfaces arranged between them like the slopes of a roof.
This characteristic is also important for the formation of curved surfaces. For example, the generator of a cylindrical limiting surface will be placed parallel to the axis of the crystal. Even with limiting surfaces which form part of a flat cone, the generatrix of the cone can still still be disposed approximately parallel to the direction of the axis, so that irregular grinding is avoided.
In what follows, the machining of a diamond as used for the manufacture of embossing rolls for lenticular screen films will be described.
Fig. 2 represents on a highly enlarged scale. die a rough diamond. It is true that one does not find in nature diamonds having this exact shape.
This ideal shape of the diamond was chosen only to be able to explain the machining process in its
<Desc / Clms Page number 4>
principles. By observation of the crystalline structure, the axes of the crystal, designated by 1, 2 and 3, were determined. If it is a question of making a tool in the form of a ring with a rounded edge, as shown in FIG. 3 and as used for the embossing of the mentioned cylinders, two surfaces are first ground on the diamond forming a determined angle between them. First, with the aid of a grinding disc or wheel, as known in the diamond industry, the grinding of a surface in the angle or wedge 4 of the diamond will be started. The grinding wheel moves in the direction indicated by arrow 5, therefore parallel to the axis 1 of the diamond.
If the surface is large enough, we start grinding the second surface with angle 6 of the diamond.
The direction of movement of the grinding wheel is indicated by arrow 7 and is again parallel to axis 1 of the crystal. Finally, the diamond in the shape of a roof is obtained, shown in section in FIG. 3. The upper edge is then ground round, the direction of grinding being perpendicular to the plane of the drawing, therefore parallel to the axis 1 of the crystal. The finished diamond finally has the shape shown in fig. 4. By means of the cylindrical limiting surface 8, the peripheral lines of which are, in accordance with the working direction of the grinding wheel, parallel to the axis of the crystal, the printing of the embossing is carried out in the. cylinder. The dashed lines indicate the shape of the crystal prior to the start of grinding of the roof-shaped surfaces.
The tools manufactured in the manner which has just been described do not include inequalities in the limiting surfaces.
Before starting the grinding it is necessary to observe the progress of the grinding operation several times, in order to determine whether the diamond is being ground in the direction of easier machining. If this is not the case, the diamond must be placed in such a way with respect to the direction of grinding, that this direction @
<Desc / Clms Page number 5>
is in the direction of its easier machining.
The direction of grinding need not be exactly parallel to the direction of the diamond axis. Small deviations up to about 10 can be tolerated. These deviations do not significantly affect the quality of the tool to be manufactured. The cylindrical limiting surface 8 of the diamond shown in FIG. 4, may be somewhat rounded on its edges 9 and 10, in order to avoid damaging the expensive tool.